论文题目: 左手媒质结构的实现研究与仿真
论文类型: 硕士论文
论文专业: 电磁场与微波技术
作者: 赵晖
导师: 崔铁军
关键词: 左手媒质,开口环谐振器,双螺旋谐振器,负磁导率,负介电常数,负折射率
文献来源: 东南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 1968年,前苏联科学家Veselago第一次对具有负介电常数和磁导率的介质(左手媒质)进行了理论研究,发现了负折射率和逆多普勒现象。Pendry第一次提出了在微波频段的实现结构,周期排列的开口环谐振器(SRR)可以实现负磁导率,周期排列的金属线可以实现负介电常数。2000年,Smith第一次实验验证了Pendry的设计,测到了负的折射率,结果发表在2001年的《科学》杂志上。之后,国际上展开了大量的关于左手媒质的研究。Pendry所提出的应用SRR和金属线实现的左手媒质结构有几个明显缺陷,高损耗,窄频带,相对大的结构尺寸使得这个结构还不能进入实用阶段。SRR的单元尺寸相对于自由空间的电磁场波长大概是十分之一波长左右,对于等效介质来说,希望单元尺寸相对于波长要小得多。本文首先通过对国外报道的宽带磁谐振器追踪研究,比如Ω结构,S结构,总结出拓宽负磁导率频带的设计方法,为自己设计磁谐振器奠定基础。然后本文提出两种新的左手媒质结构来降低谐振频率。在相同单元尺寸的条件下,双螺旋电感结构的等效负磁导率的频率远低于传统的SRR结构。通过理论分析和电磁仿真,本文证明了双螺旋电感结构具有比较好的特性。同时,对由该双螺旋结构和金属线组成的左手媒质进行了频域仿真,获得的比较好的结果,实现了降低谐振频率的要求。还有一种是单螺旋电感结构,它的电感更加大,所以其谐振频率更加低,但是其电容要小,电阻也要大于双螺旋电感结构。仿真显示,它的谐振强度不如双螺旋电感结构。由于缺少针对有限周期结构的软件算法,而实际应用又都是有限周期(比如左手媒质的阵列),本文提出了针对有限周期结构的改进的子域全域基函数方法,大大加速了计算有限周期矩阵的速度,特别适合于左手媒质结构的电磁仿真,比如开口谐振环阵列。改进子域全域基函数方法基于矩量法,使用了子域全域基函数,但是改进了测试函数,使得计算效率得以提高。
论文目录:
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 绪论
1.2 金属线构成的低频等离子体
1.3 开口环谐振器
1.4 左手介质的实现
1.5 对左手媒质的仿真手段
第二章 新的磁谐振结构
2.1 设计目标和方法
2.2 PCB 板上的双螺旋结构
2.3 PCB 板上的螺旋结构
2.4 小结
第三章 新型左手媒质结构
第四章 左手媒质结构的快速电磁仿真方法：改进的子域全域基算法
4.1 简介
4.2 公式推导
4.3 数值结果
4.4 小结
参考文献
致谢
发布时间: 2007-03-02
参考文献
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